A enerxía

Toda a actividade da natureza e do ser humano é produto do uso da enerxía nas súas diferentes formas de manifestarse.Sen enerxía non poderiamos movernos, nen traballar, non poderíamos acender a luz, quecernos, facer funcionar as máquinas, utilizar vehículos para desprazarnos...Sen enerxía non habería chuvia nin vento as plantas non medrarían e non existiría vida nin se producirían cambios no Planeta nin no Universo.Todos os fenómenos físicos e químicos son produto da enerxía ou maniféstanse a través dela: os principios mecánicos, a calor, a luz, a electricidade, as combinacións entre substancias, elementos e partículas...

A enerxía dos animais procede dos alimentos que consumen. Os músculos utilizan a enerxía que conteñen os alimentos para producir traballo e calor.

Os animais de “sangue frío” carecen dun sistema interno para regular a súa temperatura corporal polo que precisan quecerse cos raios do sol.

Case toda a enerxía que utilizamos procede do sol. Regula o ciclo da auga, fai posible a fotosíntese, produce os ventos, quece aos seres vivos...

Todas as máquinas precisan de algunha fonte de enerxía.

As plantas e os animais utilizan a enerxía da natureza para subsistir e medrar.

O ser humano, ademais, descubreu diversas formas de aproveitar e transformar a enerxía dispoñíble na natureza.

Enerxía é a capacidade para producir un traballo

Na actualidade está aceptado que a enerxía liberada no Big Bang maniféstase a través das forzas do Universo. Todas as forzas que existen no Universo teñen unha orixe común e pódense sintetizar en catro que son as fontes de todos os cambios que teñen lugar na materia.

FORZA CARACTERÍSTICAS PARTÍCULAS SOBRE AS

QUE ACTÚA

ALCANCE

FORZA GRAVITATORIA

É a forza macroscópica dominante no Universo. É a responsble da atracción entre a materia. Rixe os movementos das estrelas e dos planetas e determina incluso o destino do universo a medida que este se expande.

todas infinito

FORZA ELECTROMAGNÉTICA

Mantén os electróns ligados aos núcleos dos átomos e goberna o movemento dos electróns en todo tipo de sistemas. É a responsable dos procesos químicos e da formación de estruturas atómicas e moleculares.

partículas con carga (electróns, protóns)

infinito

FORZA NUCLEAR FORTE

Está no interior do átomo. É a que mantén unidos os quarqs nos protóns e neutróns e noutras partículas do núcleo. Ten gran intensidade e enerxía(1 millón de veces máis grande que a forza electromagnética).

quarqs 10-15 m

FORZA NUCLEAR DÉBIL

É a responsable da desintegración de partículas como o neutrón. Determina a estabilidade dos núcleos atómicos.

quarks e leptóns 10-17 m

Desde que Einstein formulou a súa teoría da relatividade os científicos buscan a maneira de explicar todas as interaccións que existen no Universo por medio dunha forza única.

A MEDIDA DA ENERXÍAA unidade normalizada é o Xulio (J), a enerxía necesaria para que unha forza de 1 Newton desprace un corpo 1 metro na dirección da súa aplicación. A potencia fai referencia á velocidade con que se transforma a enerxía. Un vatio de potencia indica que se está transformando 1 xulio de enerxía por segundo.

e (1m)

F (1 N)

A enerxía é sempre a mesma, pero pode

manifestarse de moitas formas

Enerxía mecánica maniféstase co movemento

Enerxía eléctricaproducida pola circulación de electróns por dentro dun condutor

Enerxía radiante(electromagnética)producida polos saltos dos electróns dentro dos átomos

O Sol emite 39.000 billóns de J de enerxía radiante ao espazo cada segundo.

Enerxía térmicaproducida polo movemento das partículas nos corpos.

Enerxía sonoraproducida pola vibración dos obxectos

Enerxía químicaprodúcese nas reaccións químicas

Enerxía nuclearprodúcese cando se desintegran ou forman novos átomos

ENERXÍA NUCLEAR DE FUSIÓN

ENERXÍA NUCLEAR DE FISIÓN

E. nuclear E. electromagnética E. eléctrica E. luminosa - E. calorífica – E. sonora

TRANSFERENCIAS ENERXÉTICASSempre que se fai uso da enerxía realízanse transferencias dunhas formas ás outras. Cantos máis pasos se den máis costoso resulta o aproveitamento enerxético e máis perdas se producen.

DÚAS FORMAS DE APROVEITAR ENERXÍA PROCEDENTE DO SOL

E. nuclear E. electromagnética E. química E. calorífica E. mecánica E. eléctrica E. luminosa - E. calorífica – E. sonora

Sol panel fotovoltaico-corrente eléctrica-televisor

Sol -plantas -carbón -central térmica -corrente eléctrica-televisor

Fontes enerxéticas

Enerxía solar

O Sol é a fonte da maioría da enerxías: quece o solo, o aire e o mar, produce o vento, fai circular a auga, permite a fotosíntese das plantas...

FONTES DE ENERXÍANON RENOVABLES

Unha vez transformadas as fontes esgótanse. En xeral son contaminantes e algunhas perigosas para os seres vivos e o medio ambiente.

-Fósiles: carbón, petróleo, gas natural-Minerais: uranio, plutonio... para a enerxía nuclear de fisión, deuterio (auga pesada, D2O) para a enerxía

nuclear de fusión.

RENOVABLES

Estanse xerando continuamente. A maioría proceden dunha fonte practicamente inesgotable, o Sol.

No seu proceso de transformación, non producen contaminación ambiental e son enerxías limpas.

Empregan os recursos propios da zona e poden descentralizarse.

Teñen tamén os seus inconvintes, son enerxías difusas e dispersas, aínda teñen custes altos e son difíciles de almacenar.

-Enerxía solar -Enerxía eólica -Enerxía xeotérmica -Enerxía mareomotriz -Enerxía da biomasa -Enerxía hidráulica

Enerxía eólicaaproveita a enerxía do vento

Enerxía hidráulicaproducida polas correntes de auga

Enerxía mariñaAproveita a enerxía das mareas, da ondas e das diferencias de temperatura da auga do mar

Enerxía xeotérmicaaproveita a calor interna da terra

Enerxía da biomasaa enerxía almacenada polos seres vivos

Combustibles fósilesÉ unha forma de biomasa que se orixinou hai millóns de anos

Enerxia nuclearAproveita a enerxía da rotura dos atomos radioactivos

CENTRAL NUCLEAR

Pilas e bateríasconteñen substancias químicas que reaccionan e xeran un fluxo de electróns

Enerxía e medio

ambiente

Mentres o número de seres humáns foi pequeno e as súas necesidades enerxéticas, que estaban reducidas á produción de calor (cociña, calefacción...), tamén; podían explotarse os recursos sen grave risco para o medio ambiente.O aumento de poboación intensificou e diversificou o consumo enerxético e moitos dos sistemas de transformación da enerxía creados resultan agresivos para o medio ambiente producindo a contaminación do aire, da auga e do solo e efectos directos sobre os seres vivos (incluídos os seres humanos).

A nivel global o planeta está padecendo estas agresións que se manifestan coa perda da calidade do aire, un aumento do efecto invernadoiro, a diminución da capa de ozono e un aumento global da temperatura.

EFECTOS DOS DISTINTOS SISTEMAS DE TRANSFORMACIÓN DE ENERXÍA SOBRE O MEDIO AMBIENTE E OS SERES VIVOS

Proceso Substancias que produce Efectos

Combustións con abundancia de osíxeno

-dióxido de carbono (CO2) -Aumento do efecto invernadoiro

Combustión lenta e con pouco osíxeno

-Monóxido de carbono (CO) -Aumento do efecto invernadoiro. -Toxicidade do aire (produce a morte por inhalación).

Combustións a altas temperaturas (motores)

-Óxidos de nitróxeno (NO2, NO) -Chuvia ácida. -Degrada a capa de ozono atmosférico.-Formación de ozono troposférico.

Combustión de compostos que conteñen xofre (carbón, gas natural,...)

-Anhídrido sulfuroso (SO2) -Chuvia ácida. -Problemas respiratorios

Incineracións de plásticos ... -Dioxinas (compostos organoclorados)

-Cancros, mutacións, debilitación do sistema inmunitario.

Reaccións nucleares (reactores, bombas, experiencias...)

-Resíduos nucleares (isótopos de uranio, plutonio...)-Partículas radioactivas.

-Contaminación do aire, da terra e das augas. Acumulación en todos os seres vivos.

A CHUVIA ÁCIDA prodúcese cando os óxidos de xofre e nitróxeno, resíduos gasosos das combustións, entran na atmosfera onde volven a oxidarse e se combinan co vapor de auga converténdose e ácidos sulfúrico e nítrico. Estes ácidos, fortes e corrosivos, caen coa chuvia producindo a acidificación das augas e danos nos seres vivos (destrución de bosques, queimaduras na pel...). Os efectos da chuvia ácida poden producirse a moita distancia do foco emisor de contaminación.

Principais gases do efecto invernadeiro

Dióxido de carbono 50%

Óxidos de nitróxeno

6%

Metano 18%

CFCs 14%

Ozono superficial

12%

PRINCIPAIS GASES DO EFECTO INVERNADOIRO

O EFECTO INVERNADOIRO prodúcese polo aumento da cantidade de CO2 e do número de partículas en suspensión na atmosfera que impiden a perda de calor dando lugar a unha retención do mesmo e un aumento global da temperatura no planeta. Esto pode traer consigo alteracións xeolóxicas (cambios no nivel do mar), ecolóxicas (cambios climáticos) e biolóxicas imprevisibles.

A PERDA DE CALIDADE DO AIRE prodúcese pola mestura no mesmo de substancias sólidas e gasosas. Sófrese especialmente nas cidades e na áreas industriais onde ocasiona problemas de saúde nas persoas e danos importantes nos edificos.

A destrucción da CAPA DE OZONO, cuberta protectora contra a radiación ultravioleta, prodúcese pola emisión de produtos químicos como os CFC e os óxidos de nitróxeno, co que aumenta o risco de sofrir danos na pel e malformacións nos seres vivos.

Os AUTOMÓVILES emiten á atmosfera grandes cantidades de gases contaminantes que contribúen ao aumento do efecto invernadoiro, á producción de chuvia ácida e a diminución xeral da calidade do aire. Son tamén un importante foco de contaminación acústica.

No mundo emítense ao ano 7.000 millóns de Tm de CO2. Os países industrializados, sobre todo Estados Unidos, Xapón e os pertenecentes á Unión Europea producen o 70% das emisións de dióxido de carbono á atmosfera e son os principais causantes do efecto invernadoiro e outros desastres ambientais.

A instalación de catalizadores nos vehículos e depuradoras de condutos nas chemineas das industrias reduce a emisión de substancias ao medio.

EMISIÓNS DE DIÓXIDO DE CARBONO (m illóns de toneladas/ano 2000)

4.999

3.341

2.827

2.372

1.119

1.078

294

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000

Estados Unidos

Unión Europea

China

Rusia

Xapón

India

España

As pilas conteñen substancias moi perigosas (mercurio, cadmio...) que contaminan a auga e o solo e danan ós seres vivos.

Os resíduos e as fugas das centrais e das armas nucleares, dispersan polo aire elementos radioactivos que poden producir danos graves nos seres vivos.

Accidente de Chernobill

Proba nuclear

os recursos enerxéticos

No mundo viven máis de 6.000 millóns de persoas, unha terceira parte (2.000 millóns) non ten acceso a formas modernas e axeitadas de enerxía e danse diferencias abismais entre o consumo enerxético per cápita das poboación dos países “desenvolvidos” e as dos demais.Na actualidade os países africanos so consumen un 5% da enerxía, Asia un 25% e o resto dos países o 70%.O consumo enerxético aumentou nun 70% nos últimos 30 anos.

CONSUMO ENERXÉTICO AO LONGO DA HISTORIA

CONSUMO ENERXÉTICO NO MUNDO

o aforro enerxético

É a mellor das alternativas ao consumo de enerxía por dúas razóns fundamentais: reduce o consumo e á vez todos os efectos negativos que xera a súa producción e os seus resíduos.

O planeta está ao límite da súa capacidade. Se non se lle pon remedio será incapaz de atender no futuro a demanda de recursos enerxéticos. Ou se produce un cambio no actual modelo de desenvolvemento ou a degradación da Terra será imparable.

Medidas urxentes:+Investigar novas fontes de enerxía e mellorar os procesos actuais.+Aumentar o consumo das fontes enerxéticas renovables.+Acadar maior eficiencia no consumo: nas vivendas, nas industrias, nas empresas, nos vehículos... xa que actualmente se desperdicia arredor dun 30% da enerxía producida.

A maioría das perdas de enerxía prodúcense en forma de calor. Mantendo en perfecto estado todos os aparellos que consumen enerxía pódese reducir o seu consumo ata nun 20%

O modelo de coche máis eficiente desperdicia arredor dun 60% da enerxía do carburante que utiliza.

Unha lámpada eléctrica transforma so un 20% da enerxía da corrente eléctrica en luz, o resto pérdeo en forma de enerxía calorífica.

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICO

NOS TRANSPORTES-Utilizar sempre que sexa posible os transportes colectivos-Facer os pequenos desprazamentos a pe, en bicicleta...-Utilizar vehículos de consumo reducido e telos en boas condicións de funcionamento.-Para aforrar combustible no automóbil debemos conducir sen pasarnos de revolucións e sen aceleróns bruscos.

Por cada litro de combustible empregado no transporte podemos obter rendementos diferentes segundo o uso que fagamos del:-Un coche, cun so pasaxeiro percorrería 10 km-Se nese coche viaxasen 4 persoas, case se multiplicaría por catro o seu rendemento.-Un autobús con 50 pasaxeiros ou un tren con 300 percorrería 50 km.

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICO

NAS INDUSTRIAS -Instalar sistemas de baixo consumo e manter a maquinaria en condicións óptimas de funcionamento.-Recuperar a enerxía con sistemas de recirculación.-Instalar sistemas de coxeración (xeración de enerxía na propia empresa ou entre varias en cooperación, sobre todo se para esto se poden aproveitar os resíduos que xera a actividade).

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICO

NAS VIVENDAS, EDIFICIOS...-Adaptar as construcións ás condicións naturais do entorno para aproveitar a enerxía do medio (sol, luz...).-Utilizar sistemas de illamento para evitar as perdas de enerxía.-Instalar aparellos de baixo consumo.-Utilizar enerxía limpas e renovables.

Casa solar

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICONAS VIVENDAS, EDIFICIOS...

-O consumo de enerxía para calefacción en vivendas supón un 10% do consumo total. A temperatura ideal sitúase arredor dos 20ºC. Por cada grao que se aumente consúmese entre un 5 e un 7% máis de enerxía.

-A calefacción a gas consume ata un 70% menos de enerxía que a eléctrica, un quentador a gas o 60% menos que un eléctrico.

-Lavar con auga fría (lavadora, lavavaixelas) representa un aforro do 90% da enerxía que se consume se se fai con auga quente.

-Tapar ben os recipientes e axustar a chama aforra ata un 20% de enerxía ao cociñar.

-Un bo illamento na vivenda pode reducir ata nun 50% o consumo enerxético.

-Os electrodométicos deben levar unha etiqueta de eficiencia enerxética. Indícanse cun sistema de letras e cores. A letra A e a cor verde escura indica o menor consumo e a G ou a cor vermella o máis elevado. Cada tipo de electrodoméstico ten unha etiqueta diferente.

Ola a presión, un avance tecnolóxico que reduce o consumo de enerxía ao cociñar.

As lámpadas de alto rendemento supoñen un importante aforro de enerxía e a longo prazo tamén de cartos.Con estas lámpadas pódese conquerir ata un 80% de aforro enerxético. Nunha lámpada incandescente so o 5% da enerxía que consume o seu filamento é emitida en forma de luz, o resto transfórmase en calor.Un tubo fluorescentedura catro veces máis e a súa eficiencia é do 50%.O consumo das lámpadas de aforro é cinco veces menor e o seu promedio de duración é de 8.000 horas.

SISTEMAS DE AFORRO DE ENERXÍA QUE SE PODEN INSTALAR NUNHA VIVENDA

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICO

UTILIZAR FORMAS DE ENERXÍA LIMPAS E RENOVABLES Permite aforrar recursos porque non se esgotan.

MEDIDAS DE AFORRO ENERXÉTICO

APLICAR O PRINCIPIO DAS TRES RREDUCIR o uso de produtos derivados dos combustibles fósiles ou daqueles que os precisen para a súa elaboración. Non mercar máis que os necesarios e aproveitalos ata o seu consumo total.REUTILIZAR os materiais todas as veces que sexa posible, deste xeito evítase usar outros novos e afórrase a materia prima e a enerxía necesaria para producilos. RECICLAR: aproveitar e transformar todos os produtos e resíduos que sexa posible.

Planta de tratamento de resíduos de Nostián (A Coruña) un exemplo da aplicación dos principios da reciclaxe e da recuperación enerxética dos resíduos.

Aproveitar cunha certa efectividade os resíduos que se xeran non mundo suporía un aforro de 4.200 millóns de euros ao ano. E ademais, seleccionar e reciclar estes resíduos crearía miles de postos de traballo.

APROVEITAMENTO DE ENERXÍAS RENOVÁBEIS:SOLFotosíntese BiomasaEnerxía térmica, mecánica e eléctricaSOLVentoEnerxía mecánica e eléctricaSOLDiferencias de temperatura no mar Enerxía mecánica e eléctricaSOLEnerxía mareomotriz (ondas) Enerxía mecánica e eléctricaSOLInvernadoiros, galerías, ventanais Enerxía térmicaSOLPaneis solares e concentradores de calorEnerxía térmicaSOLPaneis fotovoltaicosEnerxía eléctricaSOL-GRAVIDADESaltos de augaEnerxía hidráulicaGRAVEDADEEnerxía mareomotriz (mareas) Enerxía mecánica e eléctricaXEOTÉRMIA Enerxía calorífica, mecánica e eléctrica

MONTAXE: Adela LeiroFOTOS: Adela Leiro,Internet.DEBUXOS: Mon Daporta